超濾裝置故障如何改進

1 故障原因分析

超濾發生故障的主要表現是產水能力快速下降和膜壓差迅速增大。上述變化主要發生在新水水質發生明顯變化時，此時 ，產水量由正常時的 80m降至60m 以下，跨膜壓差(TMP)由正常運行時的0．06MPa增加至 0．15MPa。進行化學清洗后 ，短時間(35天 )內運行狀況又迅速惡化 。對故障原 因進行分析如下。

1．1 超濾進水水質惡化造成進入超濾 的水質惡化的原因，一是新水水質波動大。工業新水為地表水與地下水的混合水 ，受季節的影響水質波動較大。來水以地表水為主時，微生物和膠體類雜質顯著增加 ，加重了纖維過濾器的運行負擔 ，影響了出水水質。二是殺菌劑投加位置不合理。該系統 中殺菌劑（次氯酸鈉 )的投加位置在纖維過濾器后 ，進人纖維過濾器中的微生物沒有被去除，反而被截留聚集，大量孳生。檢查纖維過濾器視窗和反洗水有肉眼可見的小蟲類微生物在活動 。三是纖維過濾器反洗效果差 。超濾前的預處理設備是纖維過濾器 。由于沒有接壓縮空氣，無法實現在氣水混合作用下對濾料的劇烈 沖洗 ，并且原反洗方法是從底部進反洗水 ，頂部出水 ，其中的彗星狀濾料由于質量輕，在反洗水流的作用下被沖到頂部的反洗 出口管處 ，形成 了過濾層 ，使濾料中的懸浮物 、泥沙不能得到很好 的沖洗去除 ，反洗效果差 ，造成 了濾料截污能力的下降 ，纖維過濾器達不到預期效果 ，產水濁度較高，正常情況下為 3．0NTU左右，水質異常時超過 5．0NTU。以上原因，導致進入超濾的水質不穩定 ，特別是當新水水質惡化時 ，進入超濾的水濁度增加，微生物含量增加 ，對超濾造成較大沖擊 。通過對纖維過濾器、疊片過濾器和超濾裝置的解體檢查 ，也發現纖維濾料、疊片、以及超濾膜進 口端附著有粘性物質。

1-2 超濾反洗和化學清洗效果差正常情況下 ，超濾每運行 45min反洗一次 ，設備能夠正常運行。每 3個月進行一次化學清洗 ，期間超濾產水量和透膜壓差沒有明顯增加。當進水水質惡化時 ，反洗頻率和反洗強度不能滿足要求 ，造成被截 留的懸浮物 、膠體 、微生物 等不斷聚集 ，產水量不斷降低 ，透膜壓差不斷增加 ，以致影響正常生產。

2 對策實施

結合以上原 因分析 ，因為水源水質是難以控制的，除了加強監測 ，及時發現水源變化情況外 ，我們從改善超濾進水和強化超濾反洗效果人手 ，重點進行了如下改進和優化。

2．1 改變纖維過濾器反洗方法通過改造，就近引入氮氣氣源 ，改進纖維過濾器的反洗工藝 ，強化反洗效果 。將原來的反洗方式更改為使用氮氣作為外力進行擦洗的“522反洗法”，即

把過濾器內的水放掉一部分后通氮氣反洗 5min，從底部排空口排空 ，再將過濾器加反洗水至二分之一，通氮氣 2min，從排空 口排空 ，這樣重復兩次。既提高了反洗效果 ，又節約反洗用水 50％。

2．2 殺菌劑(次氯酸鈉 )投加位置前移通過改造 ，將原有在纖維過濾器出水管處的殺菌劑投加點往前移動至纖維過濾器進水管處 ，加入濃度控 制在 1～2x1O 。

2．3 加強水質監測，及時采取應對措施當水源水質惡化時 ，一是縮短纖維過濾器的運行

周期，由正常情況下的 48h縮短為 24h，保證纖維過濾器產水質量；二是強化超濾的反洗 ，每 8h增加一次化學反洗 ，次 氯酸鈉濃度 由 50xlO~增加至1OOx10六次方

2．4 調整超濾化學清洗方案，提高化學清洗效果以往的化學清洗 ，清洗液從進水 口進 ，從 出水和濃水側循環回來 ，這個過程與超濾產水的水流方向一致 ，對于附著在絲管內壁的污物既有向前 的沖刷作用 ，也有清洗液由濃水到產水的過濾作用 ，在這種情況下 ，絲管內壁的污物就不易徹底清洗。因此，對超濾清洗步驟作如下調整 。

a 增加低流量循環和浸泡的時間，每項不少于 3h。

b提高清洗液的溫度在 35～38℃。

c在高流量循環時將超濾產水 回水閥關 閉，使之在高流量循環時不再發生過濾現象 ，使附著物更容易沖刷掉 。

d采用反洗泵水沖 ，經過 5-6個小時的浸泡循環，附著在絲管內壁的污物已經松軟，這時用反洗泵對超濾進行反向水流沖洗 ，方向是從超濾絲管的外壁 向內流，從進水 口和濃水 口處流出，這樣就能夠對附著在絲管內壁的污物徹底沖刷干凈 ，從而達到了

zui佳的化學清洗效果。

3 系統監控組態功能的實現

3．1 系統監控組態的主要功能(1)連續顯示各個過程參數 ，如溫度 、壓力 、流量

和液位等測量值 。

(2)設置各種設定值 ，如軟件控制器 的設定值 、操作方式 、空燃 比、熱電偶選擇和報警值的設定等。

(3)事件記錄、報警 、實時趨勢和歷史趨勢顯示。

(4)過程參數的實時趨勢和歷史趨勢畫面顯示。

(5)流量值的積算、報表生成和畫面打印。

3．2 監控功能的實現方案

在系統設計上 ，吸取 了國內外多家蓄熱式加熱爐控制系統的經驗 ，在硬件配置上選用 SIEMENS公司的 S7—400系列 PLC，采取集 中控制方式和遠程 I／0信號傳輸 ，保證了系統硬件的可靠性和安裝維護的方便。在程序設計上 ，采用基于雙交叉限幅燃燒控制方式的 PID控制策略對整個 系統進行設計 ，使上 、下加熱段和上 、下均熱段的溫度控制偏差在±15℃內，加熱爐燃燒處于zui佳燃燒帶 。 爐膛壓力控制精度為±20P。取得了良好的控制效果。在監控組態上，充分利用 SIEMENS公司組態軟件 WinCC的開放性和靈活多樣性 ，對組態功能進行深入的開發 ，完善系統 的控制功能，達到優化控制的 目的。

4 結束語

經過近半年的調試，系統運行基本正常。現場操作人員反映良好 ，安全聯鎖系統也滿足工藝要求 ，為蓄熱式加熱爐的自動控制提供一定的理論基礎和實際參考。

5效 果

以上措施的實施 ，既大大改進 了超濾進水條件 ，又提高了超濾的化學清洗效果 。

5．1 纖維過濾器產水水質明顯改善。通過改進殺菌劑投加位置、增加纖維過濾器氮氣反洗、優化纖維過濾器反洗工藝等措施 ，提高了對微生物的去除能力 ，增強了反洗效果，改善了纖維過濾器運行工況，提高了產水水質，為超濾運行創造了條件。改進前后同是在水質惡化情況下纖維過濾器運行參數對比，可以發現 ，改進后產水水質得到明顯改善。

5．2 超濾運行狀況得到明顯改善 。通過強化化學反洗和化學清洗改進 ，即使在水質惡化 的情況下，超濾也能維持較長時間(30天以上 )的正常運行 ，跨膜壓

差和產水量沒有發生迅速變化 ，而是緩慢變化。

6結束語

作為反滲透設備安全運行的保障，超濾裝置的、可靠運行發揮著至關重要的作用。通過不斷摸索超濾運行規律，改進不合理設計，優化纖維過濾器和超濾裝置運行控制，有效解決了受新水水質惡化等原因引起 的超濾故障高發的問題。目前 ，超濾裝置已連續運行已近 6年大大超過了設備廠家設定的 3年的使用年限，節約設備更換費用 50余萬元。同時，也

為反滲透設備 的安全穩定運行創造了條件，延長了反滲透膜使用壽命